神奇的 SQL 之团结的力量 → JOIN

前言

　　开心一刻

　 　　闺蜜家暴富，买了一栋大别野，喊我去吃饭，菜挺丰盛的，筷子有些不给力，银筷子，好重，我说换个竹子的，闺蜜说，这种银筷子我家总共才五双，只有贵宾才能用~我咬着牙享受着贵宾待遇，终于，在第三次夹虾排滑落盘子时，我爆发了：去它喵的贵宾，我要虾排……不是……我要竹筷子！

链接

　　简单来讲，就是将其余表中的列添加过来，进行"添加列"的运算，以下图所示。

　　为何须要进行"添加列"的操做 了？ 由于咱们在设计数据库的时候，每每须要知足范式（具体知足范式几，没法一律而论，这里不作细究），会致使咱们某个需求的所有列分散在不一样的表中，因此为了知足需求，咱们须要将某些表的列进行链接。咱们来看个简单例子，假如咱们有两张表（t_user，t_login_log）：

DROP TABLE IF EXISTS t_user;
CREATE TABLE t_user (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
  user_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用户名',
  sex TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '性别, 1:男，0:女',
  age TINYINT(3) UNSIGNED NOT NULL COMMENT '年龄',
  phone_number VARCHAR(11) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '电话号码',
  email VARCHAR(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '电子邮箱',
  create_time datetime NOT NULL COMMENT '建立时间',
  update_time datetime NOT NULL COMMENT '更新时间',
  PRIMARY KEY (id)
) COMMENT='用户表';

DROP TABLE IF EXISTS t_login_log;
CREATE TABLE t_login_log (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
  user_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用户名',
  ip VARCHAR(15) NOT NULL COMMENT '登陆IP',
  client TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '登陆端, 1:android, 2:ios, 3:PC, 4:H5',
  create_time datetime NOT NULL COMMENT '建立时间',
  PRIMARY KEY (id)
) COMMENT='登陆日志';

INSERT INTO t_user(user_name, sex, age, phone_number,email,create_time,update_time) VALUES
('Bruce Lee', 1, 32, '15174480987', 'brucelee@126.com', NOW(), NOW()),
('Jackie Chan', 1, 65, '15174481234', 'JackieChan@126.com', NOW(), NOW()),
('Jet Li', 1, 56, '15174481245', 'JetLi@126.com', NOW(), NOW()),
('Jack Ma', 1, 55, '15174481256', 'JackMa@126.com', NOW(), NOW()),
('Pony', 1, 48, '15174481278', 'Pony@126.com', NOW(), NOW()),
('Robin Li', 1, 51, '15174481290', 'RobinLi@126.com', NOW(), NOW());

INSERT INTO t_login_log(user_name, ip, client, create_time) VALUES
('Jackie Chan', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 12:23:45'),
('Jackie Chan', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 22:23:45'),
('Jet Li', '10.53.56.12',1, '2018-08-12 22:23:45'),
('Jet Li', '10.53.56.12',1, '2019-10-19 10:23:45'),
('Jack Ma', '198.11.132.198',2, '2018-05-12 22:23:45'),
('Jack Ma', '198.11.132.198',2, '2018-11-11 22:23:45'),
('Jack Ma', '198.11.132.198',2, '2019-06-18 22:23:45'),
('Robin Li', '220.181.38.148',3, '2019-10-21 09:45:56'),
('Robin Li', '220.181.38.148',3, '2019-10-26 22:23:45'),
('Pony', '104.69.160.60',4, '2019-10-12 10:23:45'),
('Pony', '104.69.160.60',4, '2019-10-15 20:23:45');

View Code

　　若是咱们须要展现以下列表（需求：展现用户列表，并显示其最近登陆时间、最近登陆 IP），那么就须要 t_user 和 t_login_log 连表查了

　　链接的类型有不少种，细分以下图

交叉链接

　　讲交叉链接以前了，咱们先来看看笛卡尔积，假设咱们两个集合，集合A={a, b}，集合B={0, 1, 2}，则A与B的笛卡尔积为{(a, 0), (a, 1), (a, 2), (b, 0), (b, 1), (b, 2)}，表示为AxB，也就是集合A中的任一元素与集合B的每一个元素组合后的新集合则为A与B的笛卡尔积（AxB）。数学上的笛卡尔积反映到数据库中就是交叉链接（CROSS JOIN），结合上述的案例以下：

SELECT * FROM t_user CROSS JOIN t_login_log;

-- 与 CROSS JOIN 获得的结果相同
-- 过期的写法，不符合 SQL标准，能读懂就好，不推荐使用
SELECT * FROM t_user, t_login_log;

　　t_user 中有 6 条记录， t_login_log 中有 11 条记录，t_user CROSS JOIN t_login_log 的结果是 66（ 6 乘以 11） 条记录

　　交叉链接就是对两张表中的所有记录进行交叉组合，所以其结果是两张表的乘积，这也是为何交叉链接没法使用内链接或外链接中所使用的 ON 子句的缘由。交叉链接基本不会应用到实际业务之中，缘由有两个，一是其结果没有实用价值，二是结果行数太多，须要花费大量的运算时间和硬件资源。虽然说交叉链接的实际使用场景几乎没有，但仍是有它的理论价值的，交叉链接是其余全部链接运算的基础，内链接是交叉链接的一部分，其结果是交叉链接的一部分（子集），外链接有点特殊，其结果包含交叉链接以外的内容；更多详情，咱们接着往下看。

内链接

　　只返回两张表匹配的记录，就叫内链接，直观的表现就是关键字：INNER JOIN ... ON，ON 表示两张表链接所使用的列（链接键）；而内链接中又属等值链接最经常使用

　　等值链接

　　　　简单点来讲，就是链接键相等

-- 等值链接
SELECT * FROM t_user tu INNER JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;

-- INNER JOIN 能够简写成 JOIN
SELECT * FROM t_user tu JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;

-- 不加链接键, 结果与 CROSS JOIN 同样
SELECT * FROM t_user tu INNER JOIN t_login_log ttl

　　　　等值链接的结果中，每一条记录的链接键的列的值是想等的，如上图中的 user_name 和 user_name1（为了区别于第一个user_name，数据库系统自动取的别名，咱们能够显示的指定）

　　不等值链接

　　　　链接键的比较谓词除了 = 以外的全部状况，好比 >、<、<>（!=）；不等值链接使用场景比较少，反正我在实际工做中几乎没用到过

SELECT * FROM t_user tu INNER JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name <> ttl.user_name;
SELECT * FROM t_user tu INNER JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name > ttl.user_name;

　　天然链接

　　　　不须要指定链接条件，数据库系统会自动用相同的字段做为链接键，直观的表现就是关键字：NATURAL JOIN，NATURAL LEFT JOIN、NATURAL RIGHT JOIN；

　　　　链接键不直观，须要去看两张表中相同的字段有哪些；对于天然链接，了解便可，不推荐使用，反正我工做这么久，一次都没用过。

外链接

　　外链接的使用方式与内链接同样，也是经过 ON 使用链接键将两张表链接，从结果中获取咱们想要的数据，可是返回的结果与内链接有区别，具体咱们往下看

　　左链接

　　　　返回匹配的记录，以及左表多余的记录，关键字：LEFT JOIN（LEFT OUTER JOIN 的简写）

SELECT * FROM t_user tu LEFT OUTER JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;
-- LEFT JOIN 是 LEFT OUTER JOIN 的简写
SELECT * FROM t_user tu LEFT JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;

　　　　上图中，前 11 条记录是匹配的记录，而第 12 条是不匹配、左表的记录

　　右链接

　　　　返回匹配的记录，以及表 B 多余的记录，关键字：RIGHT JOIN（RIGHT OUTER JOIN 的简写）

SELECT * FROM t_login_log ttl RIGHT OUTER JOIN t_user tu ON tu.user_name = ttl.user_name;
-- RIGHT JOIN 是 RIGHT OUTER JOIN 的简写
SELECT * FROM t_login_log ttl RIGHT JOIN t_user tu ON tu.user_name = ttl.user_name;

　　　　因为咱们习惯了从左往右（阅读方式、写做方式），所以在实际项目中，基本上用的都是左链接

　　全链接

　　　　返回匹配的记录，以及左表和右表各自的多余记录，关键字：FULL JOIN （FULL OUTER JOIN 的简写）

SELECT * FROM t_user tu FULL OUTER JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;
-- FULL JOIN 是 FULL OUTER JOIN 的简写
SELECT * FROM t_user tu FULL JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;

　　　　注意：MySQL 不支持 全链接，咱们能够经过 左链接、右链接以后，再 UNION 来实现全链接

自链接

　　一张表，本身链接本身，简单点来理解就是，左表、右表是同一张表；链接方式能够是内链接、也能够是外链接

　　更多详情你们能够去看：项目上线后，谈一下感触比较深的一点：查询优化

需求：展现用户列表，并显示最近登陆时间、最近登陆 IP

　　对于此需求，你们会如何来写这个 SQL ？ 也许你们很容易想到左链接，以下所示

SELECT * FROM t_user tu LEFT JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;

　　可结果以下：

　　显示的是每一个用户的全部登陆日志，不是咱们想要的结果；缘由是 t_user 中的一条记录在 t_login_log 对应的记录有多种状况：0 条对应、1 条对应、多条对应，那这个 SQL 要怎么写呢，方式有多种，不局限于以下实现

-- 一、链接配合子查询，注意 Bruce Lee 从未登录过
SELECT tu.user_name, tu.sex,tu.age, tu.phone_number,tu.email,tll.create_time,tll.ip 
FROM t_user tu LEFT JOIN t_login_log tll ON tu.user_name = tll.user_name
WHERE tll.id = (SELECT MAX(id) FROM t_login_log WHERE user_name = tu.user_name) OR tll.user_name IS NULL;

-- 二、t_login_log分组统计出各个用户的最近一次登陆信息后，再与 t_user 联表
SELECT tu.user_name, tu.sex,tu.age, tu.phone_number,tu.email,tll.create_time,tll.ip 
FROM t_user tu LEFT JOIN (
    SELECT tb.* FROM(
        SELECT user_name, MAX(id) id FROM t_login_log GROUP BY user_name
    ) ta LEFT JOIN t_login_log tb ON ta.id = tb.id
) tll ON tu.user_name = tll.user_name;

　　具体的实现还得结合具体的业务和需求来实现，那样才能写出高效的 SQL；另外结合执行计划来创建合适的索引。总之，没有一成不变的、通用的高效 SQL，结合具体的业务才能写出最合适的 SQL。

总结

　　一、链接的描述方式

　　　　经常使用的维恩图，描述以下

　　　　维恩图描述有他的优点，但它很差表示交叉链接，同时容易让人误解成 SQL 中的集合操做；这里推荐另一种描述方式，我以为描述的更准确

　　　　CROSS JOIN

 　　　　经常使用 JOIN

 　　　　上图中，颜色表示匹配关系，颜色相同表示匹配。返回结果中，若是另外一张表没有匹配的记录，则用 null 填充， 在上图中则表示为空白。

　　二、链接中 ON 指定链接键，链接键能够指定多个，而 WHERE  仍是平时的做用，用来指定过滤条件；不推荐将链接键放于 WHERE 后；

　　三、实际工做中，用的最多的是 左链接 和 等值链接，其余的用的特别少

参考

　　《SQL基础教程》

　　《SQL进阶教程》